PN接面的空乏區與逆向偏壓
將p型與n型半導體接合後,交界附近的電子與電洞會擴散並復合,只留下游離的施體與受體,形成空乏區。空乏區內離子電荷所產生的電位差就是內建電位,它阻止載子繼續擴散。
施加逆向偏壓時,接面的電位差變大,空乏區隨之變寬。寬度與(內建電位 + 逆向偏壓)的平方根成正比,且為了讓兩側離子電荷相等,空乏區會大幅延伸到濃度較低的一側。空乏區就像兩側帶有電荷的電容器,因此越寬,接面電容就越小。
動手確認:逆向偏壓與空乏區寬度
用滑桿改變逆向偏壓,空乏區寬度會依公式變化。條件為Si、p側 NA = 10¹⁷ cm⁻³、n側 ND = 10¹⁶ cm⁻³、300 K(PN接面計算器的預設值),水平長度依實際比例繪製。